تعويض الطاقة التفاعلية الطولي - المعنى المادي والتنفيذ الفني

لتحسين كفاءة خطوط الطاقة الحالية ، وكذلك لتحسين إنتاجيتها ، يتم استخدام أجهزة للتعويض الطولي للطاقة التفاعلية. اليوم ، تؤدي وفرة مصادر التوليد المختلفة ذات السعات المختلفة ، وكذلك خطوط الجهد العالي ، خاصة تلك التي تنقل الكهرباء لمسافات طويلة ، إلى زيادة الطلب ليس فقط لزيادة موثوقية أنظمة الطاقة بشكل عام ، ولكن أيضًا لتحسين كفاءتهم.

هناك طريقتان لزيادة سعة النقل لخطوط الطاقة ، أولهما زيادة المقطع العرضي للخط مباشرة ، والثاني هو استخدام المخططات الطولية للتعويض عن القدرة التفاعلية. الطريقة الثانية - تعويض الطاقة التفاعلية الطولي - تثبت أنها طريقة أكثر اقتصادا لتحقيق هذا الهدف لكل من التوصيلات بين الأنظمة وداخل النظام.

من المعروف أنه عند نقل الطاقة التفاعلية عبر الأسلاك ، هناك انخفاضات كبيرة في الجهد وزيادة التيار في أقسام الشبكات الكهربائية ، وهذا يخلق قيودًا على نقل الطاقة المفيدة والفعالة.

يتضمن تعويض القدرة التفاعلية الطولية توصيلًا إضافيًا للمكثفات المتسلسلة مع الحمل عن طريق محولات تصعيد أو عزل ، مما يجعل من الممكن تحقيق التنظيم التلقائي للجهد اعتمادًا على القيمة الحالية لتيار الحمل.

بالطبع ، مع التعويض الطولي ، فإن أوضاع الطوارئ أمر لا مفر منه ، ويمكن أن تكون الأسباب:

• تحويل المكثفات ، والتي يمكن أن تسبب ارتفاعات كبيرة ؛

• ظاهرة الإرهاب;

• تلف المكثفات من الداخل.

لتجنب التلف الناتج عن الزيادة المفاجئة في الجهد ، يجب فصل المكثفات في مثل هذه الأوقات تلقائيًا عن طريق مفتاح عالي الجهد أو تفريغها على الفور من خلال فجوة شرارة.

نظرًا لأن مكثفات تعويض القدرة التفاعلية متصلة في سلسلة في دائرة التيار المتردد ، فإن تيار الخط بأكمله يتدفق من خلالها ، وبالتالي فإن تيار الدائرة القصيرة ، إن وجد ، سوف يتدفق أيضًا من خلالها.

لزيادة قدرة النقل ، يتم تطبيق التعويض الطولي في خطوط الجهد العالي ، مما يضمن استقرار أنظمة الطاقة التي تشمل هذه الخطوط.

في التعويض الطولي ، يكون تيار المكثف مساويًا لتيار الحمل الإجمالي الذي يتدفق خلاله ، وقوة بنك المكثف Q هي قيمة متغيرة تعتمد على الحمل في أي وقت.يمكن حساب هذه القوة التفاعلية باستخدام الصيغة:

Bk = Az2 / C

ونظرًا لأن قوة المكثفات في عملية التعويض الطولي لا تظل ثابتة ، فإن الجهد يزداد أيضًا بمقدار يتناسب مع التغير في الحمل التفاعلي للخط المعين ، أي أن جهد المكثفات هو ليس ثابتًا بأي حال من الأحوال ، كما هو الحال في التعويض المتقاطع للقوة التفاعلية.

أصبح تبديل وحدات التعويض الطولي السعوي أمرًا شائعًا للغاية في يومنا هذا ، وتستخدم مثل هذه التركيبات لتقليل تأثير المكون الاستقرائي لتفاعل محولات شبكات الجر ومحطات الجر الفرعية على الجهد المطبق على المنساخ للقاطرة الكهربائية. هنا ، كما ذكرنا سابقًا ، يتم توصيل مكثف بالمنساخ على التوالي.

في محطات الجر الروسية ، يتم تثبيت هذه التركيبات في خط شفط ، حيث يعمل تركيب التعويض الطولي على زيادة الجهد ، ومنع تأثير المراحل الرائدة أو المتأخرة ، ويتم الحصول على الفولتية المتماثلة ذات التيارات المتساوية في أذرع الإمداد ، والجهد العام تم تقليل فئة معدات العمل وتم تبسيط تصميم التركيب ...

يوضح الشكل مخططًا يوضح قسمًا واحدًا فقط من المكثفات التعويضية الطولية ، والتي يوجد منها بالفعل العديد منها متصلة بالتوازي مع بعضها البعض.

يتم توفير الجهد لللفات ذات الجهد المنخفض للمحولات T1 و T2 ، المتصلة في سلسلة ، من خلال صف من المكثفات من خلال مفتاح الثايرستور ومقاوم محدد.في هذه الحالة ، يتم توصيل اللفات عالية الجهد لهذه المحولات في اتجاهين متعاكسين ، ومع وجود دائرة كهربائية قصيرة ، يزداد الجهد في المكثفات.

في اللحظة التي يصل فيها الجهد إلى الإعداد ، يتم تشغيل مفتاح الثايرستور ويتم إشعال قوس مفرغ الأقطاب الثلاثة على الفور. عند تشغيل موصل الفراغ ، ينطفئ القوس الموجود في المفرغ.

تشمل مزايا هذه التركيبات للتعويض الطولي ما يلي:

• جهد ناقل متماثل

• تقليل تقلبات الجهد وزيادة مستواه في المستقبلات الكهربائية.

سلبيات:

• ظروف التشغيل الصعبة لمكثفات التركيب مقارنة بالتعويض الجانبي ، حيث يتدفق تيار الدائرة القصيرة لشبكة الجر عبر المكثفات ، والحماية الموثوقة من السرعة الزائدة مطلوبة هنا ؛

• التحميل الزائد للمكثفات في أوضاع خطيرة: قسري ، طارئ ، ما بعد الطوارئ.

لتحقيق أفضل تأثير لتعويض القدرة التفاعلية ، يجب استخدام التركيبات القابلة للتعديل مع التشغيل المشترك للتعويض الطولي والجانبي.

تشمل مزايا استخدام تركيبات التعويض الطولي بشكل عام ما يلي:

• زيادة الطاقة المنقولة على الخط ؛

• تحسين استقرار أنظمة الطاقة خلال ذروة الأحمال ؛

• انخفاض كبير في خسائر الطاقة النشطة ؛

• تحسين جودة الكهرباء في الشبكات.

• كفاءة عالية لتوزيع الطاقة في خطوط متوازية ؛

• إلغاء الحاجة إلى بناء مصادر توليد في المناطق النائية ؛

• لا تحتاج أقسام التوصيل البيني والمعايير الفنية للخطوط إلى الزيادة.

الميزة الاقتصادية الرئيسية لاستخدام أجهزة التعويض الطولية هي توفير الطاقة. ليس فقط هذا تتحسن جودة الكهرباء، لذلك يمكن تقليل عدد خطوط الطاقة إذا تم استخدام تعويض القدرة التفاعلية الطولية. حماية البيئة هي نتيجة طبيعية لإدخال هذه التكنولوجيا ، خاصة على نطاق واسع.

تكلفة التركيبات هي أن خط النقل الجديد يكلف 10 أضعاف تكلفة جهاز التعويض الطولي بنفس قدرة النقل. نتيجة لذلك ، فإن استعادة مثل هذا النظام ليست سوى بضع سنوات مقارنة بخطوط النقل التقليدية.